RU2613008C2 - Device and method for operating line oil heater - Google Patents
Device and method for operating line oil heater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613008C2 RU2613008C2 RU2015129868A RU2015129868A RU2613008C2 RU 2613008 C2 RU2613008 C2 RU 2613008C2 RU 2015129868 A RU2015129868 A RU 2015129868A RU 2015129868 A RU2015129868 A RU 2015129868A RU 2613008 C2 RU2613008 C2 RU 2613008C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- heat exchanger
- oil
- housing
- tubular heat
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B7/00—Steam boilers of furnace-tube type, i.e. the combustion of fuel being performed inside one or more furnace tubes built-in in the boiler body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях к дальнейшей транспортировке ее или переработке.The invention relates to the field of oil preparation at oil fields and oil refineries for its further transportation or processing.
Известно устройство нагрева жидкости в печах типа БН-3000 (см. книгу: Антипов А.И. «Тепловой расчет технологических линий и теплотехнического оборудования объектов промысловой подготовки нефти». - Казань.: Фэн, 2002. - С. 165-166). Данный блок нагрева представляет собой батарею из теплообменных аппаратов типа «труба в трубе», где греющим теплоносителем служат продукты сгорания топлива, а нагреваемым - различные нефтяные жидкости. В межтрубном пространстве движется нагреваемый продукт, в трубном - топливо, где оно, сгорая, излучает тепло, поглощаемое теплообменными поверхностями. Нагрев нефтяной жидкости осуществляется путем непосредственного контакта с теплообменными поверхностями.A device is known for heating liquids in furnaces of the BN-3000 type (see the book: A. Antipov, “Thermal Calculation of Technological Lines and Thermotechnical Equipment for Oil Field Processing Facilities.” - Kazan: Feng, 2002. — pp. 165-166). This heating unit is a battery of heat exchangers of the pipe-in-pipe type, where the products of fuel combustion serve as the heating medium, and various oil liquids are used as the heated medium. The heated product moves in the annulus, the fuel moves in the annulus, where it, when burned, radiates heat absorbed by the heat-exchange surfaces. The heating of the oil fluid is carried out by direct contact with the heat exchange surfaces.
Недостатком этого способа является то, что на поверхности жаровой трубы происходит коксование нагреваемой нефти, что приводит к ухудшению теплообмена между продуктами сгорания топливного газа и нагреваемой жидкостью, что, в свою очередь, приводит к быстрому прогару жаровой трубы и пожароопасному контакту продуктов сгорания с нефтью.The disadvantage of this method is that coking of the heated oil occurs on the surface of the flame tube, which leads to a deterioration in the heat exchange between the combustion products of the fuel gas and the heated liquid, which, in turn, leads to rapid burn-out of the flame tube and fire hazardous contact of the combustion products with oil.
Известен (http://www.mbcd.ru/rus/production/class_12/product_12) подогреватель нефти с промежуточным носителем для нагрева нефти, водонефтяной эмульсии или других промысловых жидкостей, включающий емкость, заполненную теплоносителем, трубопроводный змеевик с регулятором расхода топливного газа, жаровую трубу.Known (http://www.mbcd.ru/rus/production/class_12/product_12) is an oil heater with an intermediate carrier for heating oil, oil-water emulsion or other field liquids, including a tank filled with coolant, a pipe coil with a fuel gas flow regulator, fire tube.
Недостатком является то, что при сжигании сероводородсодержащего газа происходит окисление сероводорода до сернистого газа SO2 и, частично, до серного ангидрида SO3. Серный ангидрид в присутствии водяных паров образует серную кислоту H2SO4. Серная кислота имеет высокую температуру кипения и, соответственно, низкое давление насыщенных паров. Парциальное давление паров серной кислоты, которое устанавливается в дымовых газах при сжигании сероводородсодержащего газа, может превысить над холодными участками теплообменных поверхностей величину давления насыщения, так как температура промежуточного теплоносителя не превышает 100°C и 110°C для воды и растворов антифризов соответственно. Вследствие этого при определенных температурах теплообменных поверхностей создаются условия для конденсации на них серной кислоты. Происходит сернокислотная коррозия материала теплообменной поверхности и прогар жаровой трубы, приводящие к аварийному останову подогревателя и дорогостоящему ремонту, то есть к снижению надежности.The disadvantage is that when hydrogen sulfide-containing gas is burned, hydrogen sulfide is oxidized to sulfur dioxide gas SO 2 and, in part, to sulfuric anhydride SO 3 . Sulfuric anhydride in the presence of water vapor forms sulfuric acid H 2 SO 4 . Sulfuric acid has a high boiling point and, accordingly, a low saturated vapor pressure. The partial vapor pressure of sulfuric acid, which is established in flue gases during the combustion of hydrogen sulfide-containing gas, can exceed the saturation pressure above cold sections of heat-exchange surfaces, since the temperature of the intermediate heat-transfer agent does not exceed 100 ° C and 110 ° C for water and antifreeze solutions, respectively. As a result, at certain temperatures of the heat exchange surfaces, conditions are created for condensation of sulfuric acid on them. Sulfuric acid corrosion of the material of the heat exchange surface and burnout of the flame tube occur, leading to an emergency stop of the heater and costly repair, that is, to a decrease in reliability.
Кроме того, в промысловых условиях имеет место неравномерность и прерывистость подачи топливного газа (попутного нефтяного газа), что осложняет его розжиг в газогорелочном устройстве подогревателя.In addition, in field conditions there is an uneven and intermittent supply of fuel gas (associated petroleum gas), which complicates its ignition in the gas burner device of the heater.
Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (http://ingastech.ru/putevoi-podogrevatel-pp-1-6.html) подогреватель путевой серий ПП-1,6 / ПП-4.The closest analogue of the developed technical solution can be recognized (http://ingastech.ru/putevoi-podogrevatel-pp-1-6.html) track heater series PP-1.6 / PP-4.
Подогреватель представляет собой цилиндрическую горизонтальную емкость с плоскими днищами, во внутренней полости которой в нижней части установлены две топки П-образного типа и два 4-заходных трубчатых змеевика; в модели ПП-4В четыре 4-х заходных змеевика, обеспечивающих пониженное гидравлическое сопротивление. Емкость заполняется жидким теплоносителем (диэтиленгликолем) через расширительный бачок.The heater is a cylindrical horizontal tank with flat bottoms, in the inner cavity of which two P-type fire chambers and two 4-way tubular coils are installed in the lower part; in the PP-4V model there are four 4-input coils providing reduced hydraulic resistance. The tank is filled with liquid coolant (diethylene glycol) through the expansion tank.
Топочные устройства оборудованы горелками:Furnace devices are equipped with burners:
газовыми в модели ПП-1,6; ПП-4; ПП-4В;gas in the PP-1.6 model; PP-4; PP-4V;
жидкотопливными в модели ПП-1,6Ж,liquid fuel in the PP-1,6Zh model,
комбинированными в модели ПП-1,6-К.combined in the model PP-1,6-K.
Снаружи сосуда смонтированы узлы подготовки и подачи топлива горелочным устройствам, указатель уровня теплоносителя, лестница, площадка обслуживания. Подогреватель размещен на раме сварной конструкции.Outside the vessel, fuel preparation and supply units for burner devices, a coolant level indicator, a ladder, and a service platform are mounted. The heater is placed on the frame of the welded structure.
Подогреватель работает следующим образом.The heater operates as follows.
Продукт подают в змеевики, в которых продукт нагревается от теплоносителя до 70°С. Температуру теплоносителя поддерживают автоматикой +95°С путем регулирования мощности горелок. Система автоматизации подогревателя ПП-1,6/-4 обеспечивает:The product is fed into the coils, in which the product is heated from a coolant to 70 ° C. The temperature of the coolant is supported by automation + 95 ° C by controlling the power of the burners. The automation system of the heater PP-1,6 / -4 provides:
- регулирование давления топлива перед горелками;- regulation of fuel pressure in front of the burners;
- розжиг горелок;- ignition of burners;
- поддержание температуры продукта за счет автоматического изменения режима горелок с большого на малое горение и наоборот;- maintaining the temperature of the product by automatically changing the burner mode from large to small combustion and vice versa;
- автоматическое отключение подачи топлива к горелкам с расшифровкой и запоминанием первопричины в случае:- automatic shutdown of fuel supply to the burners with decoding and storing the root cause in case of:
- повышения давления газообразного топлива перед горелками;- increase the pressure of gaseous fuel in front of the burners;
- понижения давления топлива перед горелками;- lowering the fuel pressure in front of the burners;
- погасания факелов горелок;- extinction of torch torches;
- повышения температуры теплоносителя;- increase the temperature of the coolant;
- повышения давления в продуктовом змеевике.- increase the pressure in the food coil.
Систему автоматического управления типа САПН ПП размещают в отапливаемом помещении, соединяя с подогревателем проводной линией длиной 150-200 м.Automatic control system type SAPN PP is placed in a heated room, connecting to the heater with a wire line 150-200 m long.
Недостатком известного путевого подогревателя следует признать значительную материалоемкость, сложность и длительность изготовления, сложность конструкции. Кроме того, диэтиленгликоль разлагается при нагревании, что вызывает необходимость его частой замены в устройстве.A disadvantage of the known track heater should be recognized as significant material consumption, the complexity and duration of manufacture, the complexity of the design. In addition, diethylene glycol decomposes when heated, which necessitates its frequent replacement in the device.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в расширении ассортимента средств разогрева нефти и нефтепродуктов при транспортировке, а также их переработке.The technical problem solved by the developed technical solution is to expand the range of means for heating oil and oil products during transportation, as well as their processing.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в упрощении конструкции, уменьшении ее материалоемкости, а также упрощении технологии изготовления и использования.The technical result achieved by the implementation of the developed technical solution consists in simplifying the design, reducing its material consumption, as well as simplifying the manufacturing and use technology.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанное устройство путевого подогревателя нефти. Разработанное устройство содержит корпус, предпочтительно расположенный горизонтально, содержащий герметично закрытую полость, в нижней части полости расположен первый трубчатый теплообменник, предназначенный для прохождения дымовых газов, входной и выходной штуцеры которого расположены на корпусе, в полости расположен второй трубчатый теплообменник, предназначенный для нагрева нефти, подключенный к патрубкам ввода и вывода нефти, закрепленным на корпусе, в нижней части полости находится жидкий химически инертный теплоноситель.To achieve the specified technical result, it is proposed to use the developed device of the traveling oil heater. The developed device comprises a housing, preferably located horizontally, containing a hermetically sealed cavity, in the lower part of the cavity there is a first tubular heat exchanger intended for the passage of flue gases, the inlet and outlet fittings of which are located on the housing, in the cavity there is a second tubular heat exchanger for heating oil, connected to the oil inlet and outlet nozzles mounted on the housing, in the lower part of the cavity is a liquid chemically inert coolant.
Указанный технический результат достигается за счет очевидного упрощения конструкции, а также технологии ее изготовления. Достаточно очевидно и упрощение технологии использования устройства - пропускание через первый трубчатый теплообменник нефти и через второй трубчатый теплообменник дымовых газов.The specified technical result is achieved due to the obvious simplification of the design, as well as the technology of its manufacture. The simplification of the technology of using the device is quite obvious - passing oil through the first tubular heat exchanger and through the second tubular flue gas heat exchanger.
Для усиления эффективности парообразования жидкого теплоносителя предпочтительно трубчатый теплообменник дымовых газов погружен в жидкий теплоноситель - низший одноатомный спирт, кетон или их водные смеси.To enhance the vaporization efficiency of the liquid heat carrier, it is preferable that the tubular flue gas heat exchanger be immersed in the liquid heat carrier — the lower monohydric alcohol, ketone or their aqueous mixtures.
Для уменьшения потерь тепловой энергии поверхность корпуса покрыта слоем теплоизоляции.To reduce heat loss, the surface of the body is covered with a layer of thermal insulation.
Обычно горелки, генерирующие дымовые газы, располагают с внешней стороны корпуса.Typically, flue gas burners are located on the outside of the housing.
Для обеспечения регулирования подачи тепловой энергии с обеспечением максимально эффективного воздействия на нефть в первом трубчатом теплообменнике в полости может быть расположен, по меньшей мере, один измеритель температуры (в частности, термопара или любой полупроводниковый измеритель температуры), регистрирующий температуру пара жидкого теплоносителя. Кроме того, желательно на тракте движения дымовых газов установить регулятор расхода дымовых газов. Это позволит оптимизировать работу устройства и получать на выходе из первого трубчатого теплообменника нефть с заданными вязкостными характеристиками.At least one temperature meter (in particular, a thermocouple or any semiconductor temperature meter) can be located in the first tubular heat exchanger in order to regulate the supply of thermal energy with the most effective effect on oil in the cavity, which registers the temperature of the vapor of the heat transfer medium. In addition, it is desirable to install a flue gas flow controller on the flue gas path. This will optimize the operation of the device and receive at the outlet of the first tubular heat exchanger oil with specified viscosity characteristics.
Также для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ работы путевого подогревателя нефти. Согласно разработанному способу подогрев нефти, проходящей по первому трубчатому теплообменнику, расположенному в герметично закрытой полости, осуществляют путем конденсации на внешней поверхности указанного теплообменника парообразного теплоносителя, жидкая фаза которого расположена в нижней части полости, а подогрев жидкого теплоносителя осуществляют путем приложения к жидкой фазе тепловой энергии от дымовых газов, проходящих через второй трубчатый теплообменник.Also, to achieve the specified technical result, it is proposed to use the developed method of operation of the traveling oil heater. According to the developed method, the heating of oil passing through the first tubular heat exchanger located in a hermetically sealed cavity is carried out by condensation on the outer surface of the heat exchanger of the vaporous heat carrier, the liquid phase of which is located in the lower part of the cavity, and the heating of the liquid heat carrier is carried out by applying thermal energy to the liquid phase from flue gases passing through a second tubular heat exchanger.
В качестве жидкого теплоносителя предпочтительно используют водно-органические смеси, содержащие низшие одноатомные спирты (метанол, этанол, изопропанол) или кетоны (ацетон, метилэтилкетон). Однако возможно использование одноатомных спиртов или кетонов без смешения их с водой.The liquid heat carrier is preferably water-organic mixtures containing lower monohydric alcohols (methanol, ethanol, isopropanol) or ketones (acetone, methyl ethyl ketone). However, it is possible to use monohydric alcohols or ketones without mixing them with water.
Преимущественно подогрев жидкого теплоносителя регулируют подачей дымовых газов - изменение температуры дымовых газов или скорости подачи.Mostly the heating of the liquid coolant is regulated by the supply of flue gases - a change in the temperature of the flue gases or the feed rate.
На чертеже приведен базовый вид разработанного устройства, при этом использованы следующие обозначения: корпус 1, полость 2, первый трубчатый теплообменник 3, штуцер 4 подачи дымовых газов, штуцер 5 выхода дымовых газов, второй трубчатый теплообменник 6, штуцер 7 ввода нефти, штуцер 8 вывода нефти, жидкий теплоноситель 9, теплоизоляция 10 корпуса 1.The drawing shows the basic view of the developed device, with the following notation:
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В полость 2 корпуса 1 заливают жидкий теплоноситель 9 и герметично закрывают полость 2. Через штуцер 4 в теплообменник 3 подают дымовые газы, выходящие из штуцера 5. Через штуцер 7 в теплообменник 6 подают нефть, выходящую из теплообменника 6 через штуцер 8. Тепловая энергия дымовых газов передается жидкому теплоносителю 9, который начинает испаряться. Пары теплоносителя поступают в верхнюю часть полости, касаются холодной поверхности теплообменника 3 и конденсируются на указанной поверхности, передавая тепловую энергию металлу теплообменника и, следовательно, нефти. Сконденсированные капли теплоносителя под действием сил гравитации падают вниз. Разогретая нефть выходит через штуцер 8.A liquid coolant 9 is poured into the
Разработанное техническое решение иллюстрировано следующим примером реализации.The developed technical solution is illustrated by the following implementation example.
В качестве жидкого теплоносителя использован 50% водный раствор метанола. Поступающие дымовые газы имеют следующие характеристики: температура 400°С, технологическое давление (изб.) 0,3 МПа. Выходящие дымовые газы имеют следующие характеристики: температура 180°С, технологическое давление (изб.) 0,3 МПа. Поступающая нефть имеет следующие характеристики: температура +58°С, технологическое давление 0,35 МПа. Выходящая нефть имеет следующие характеристики: температура +75°С, технологическое давление 0,35 МПа.A 50% methanol aqueous solution was used as the heat transfer fluid. The incoming flue gases have the following characteristics: temperature 400 ° C, process pressure (g) 0.3 MPa. Exhaust flue gases have the following characteristics: temperature 180 ° C, process pressure (g) 0.3 MPa. The incoming oil has the following characteristics: temperature + 58 ° C, process pressure 0.35 MPa. Outgoing oil has the following characteristics: temperature + 75 ° C, process pressure 0.35 MPa.
Приведенный пример подтверждает эффективность разработанного технического решения.The given example confirms the effectiveness of the developed technical solution.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015129868A RU2613008C2 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Device and method for operating line oil heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015129868A RU2613008C2 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Device and method for operating line oil heater |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015129868A RU2015129868A (en) | 2017-01-25 |
RU2613008C2 true RU2613008C2 (en) | 2017-03-14 |
Family
ID=58450682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015129868A RU2613008C2 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Device and method for operating line oil heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2613008C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679339C1 (en) * | 2018-02-28 | 2019-02-07 | Андрей Юрьевич Беляев | Hydrocarbon flow heater |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5580443A (en) * | 1988-09-05 | 1996-12-03 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Process for cracking low-quality feed stock and system used for said process |
RU2182679C2 (en) * | 2000-06-22 | 2002-05-20 | Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Открытого акционерного общества "Газпром" | Liquid and gaseous media preheater |
RU36999U1 (en) * | 2003-12-24 | 2004-04-10 | Кунеевский Владимир Васильевич | DEVICE FOR COLLECTING AND PREPARING WATERFILLED OIL |
RU2232790C2 (en) * | 2000-03-08 | 2004-07-20 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Pyrolysis of crude oil and the crude oil fractions containing pitch |
RU111257U1 (en) * | 2011-06-16 | 2011-12-10 | Виктор Александрович Крюков | OIL HEATER |
-
2015
- 2015-07-21 RU RU2015129868A patent/RU2613008C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5580443A (en) * | 1988-09-05 | 1996-12-03 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Process for cracking low-quality feed stock and system used for said process |
RU2232790C2 (en) * | 2000-03-08 | 2004-07-20 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Pyrolysis of crude oil and the crude oil fractions containing pitch |
RU2182679C2 (en) * | 2000-06-22 | 2002-05-20 | Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Открытого акционерного общества "Газпром" | Liquid and gaseous media preheater |
RU36999U1 (en) * | 2003-12-24 | 2004-04-10 | Кунеевский Владимир Васильевич | DEVICE FOR COLLECTING AND PREPARING WATERFILLED OIL |
RU111257U1 (en) * | 2011-06-16 | 2011-12-10 | Виктор Александрович Крюков | OIL HEATER |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679339C1 (en) * | 2018-02-28 | 2019-02-07 | Андрей Юрьевич Беляев | Hydrocarbon flow heater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015129868A (en) | 2017-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101956969B (en) | Fused salt coil pipe type steam generation method and device | |
EP3039369B2 (en) | Indirect fluid heater | |
RU2613008C2 (en) | Device and method for operating line oil heater | |
WO2010133010A1 (en) | Conversely heating method with discontinuous temperature area and at atmospheric pressure and device thereof | |
RU2622143C1 (en) | Method of use of organic rankine cycle plant for providing objects of crude oil treating plant with heat energy | |
KR101642351B1 (en) | boiler | |
JP7398426B2 (en) | Heat recovery equipment and heat recovery method | |
CN206369335U (en) | Hot-water boiler | |
CN203454755U (en) | Anti-coking heating furnace | |
CN102345997B (en) | Dew point corrosion resistant method for flue gas heat exchanger | |
CN102537922A (en) | Module skid-mounting type steam generator with 5t/h and below special for oil field | |
CN204477685U (en) | The recycling residual heat gasification installation of liquid gas | |
CN202581256U (en) | Special modular skid-mounted steam generator with rated evaporation capacity equal to or lower than 5t/h for oil field | |
CN209026778U (en) | A kind of energy-saving steam furnace unit module | |
US10184731B2 (en) | Domestic boiler preheater | |
RU2786853C1 (en) | Oil heater using associated petroleum gas with a high content of hydrogen sulfide | |
RU2327096C1 (en) | Universal heater | |
RU2696522C1 (en) | Heater for track heater | |
CN214276154U (en) | Vertical serial-type single multilayer coil pipe organic heat carrier boiler | |
CN208269400U (en) | A kind of boiler with function of recovering waste heat | |
CN208282072U (en) | The counterflow-preventing Pipeline boiler system of moon cake processing | |
CN108036510B (en) | Movable self-circulation heat conduction oil heating sledge | |
RU2005138843A (en) | ETCHING INSTALLATION AND METHOD OF CONTINUOUS ETCHING OF METAL TAPE | |
CN201059770Y (en) | Hot pipe heating stove | |
RU2662260C1 (en) | Method of contact liquid heating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180722 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190710 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20191108 |